汽車懸架結構協調控制技術研究

邢振東

合肥工業大學 汽車與交通工程學院 安徽 合肥 230000

引言

近年來隨著我國經濟的飛速發展，國民經濟水平的不斷提高，人們對于汽車的需求越來越多的同時，要求也越來越高。不論是從外觀、配置、內飾，還是對于性能上來說車主都希望自己的愛車能夠有一個優秀的品質。簡單來說用戶希望擁有個即時尚又舒適的座駕，而汽車的舒適程度受到很多因素影響，汽車的懸架系統結構就是其中影響汽車舒適程度的一個不可不提的重要技術。

1 汽車電子控制懸架系統的分類

1.1 半主動懸架

半主動懸架是由具備可變性的彈簧配合高強度的減震器構成的汽車電子控制懸架系統，區別于主動懸架的運作方式，它可以根據車輛在行駛過程中受到路面的反饋以及車身的相應存儲記憶功能針對出廠前對于其優化參數產生的設置進行自身的應變調整，使車輛的晃動程度處于一個舒適的范圍內。顧名思義，其實半主動懸架靠的就是外界對其的刺激做出一些設定好的反饋，從而使車輛的懸架保持一個相對穩定的狀態。

1.2 主動懸架

主動懸架顧名思義就是汽車在行駛中具有自主能力來根據車輛的行駛速度、車輛受到的阻力、車輛行駛狀態的不斷變化，進行主動改變車身的高度、懸架的硬度以及車輛行駛中的阻尼指數的車輛懸架控制系統。其主要技術優勢就是具備一個動力源（空氣壓縮機或者液化壓力控制裝置等），可以主觀的改變自身的平穩系數影響因素，可以使得振動幅度降到一個很小的范圍，所以其舒適程度自然也要比半自動懸架控制系統高出一大截。

2 汽車電子控制空氣式主動懸架的結構與原理

汽車的電子控制空氣式主動懸架系統的結構主要是由車輛的信號輸入裝置系統、車輛自身高度調節系統、車輛懸掛剛度調節器以及懸浮控制單元構成。

這其中車輛自身的高度調節系統是汽車的電子控制空氣式主動懸架系統重中之重，不僅串聯了整個汽車的電子控制空氣式主動懸架系統，而且發揮出了整個系統的主要功能體現。其主要依靠安裝位置的便利，將車身與車橋之間產生的高度差距通過儀器設備變成電信號，將這些電信號送到電控制單元。目前已知的最被廣泛使用的傳感器是光電式高度車身高度變化傳感器，其主要依靠于起身體內部的一個依靠連接桿帶動整傳感器進行旋轉的軸，配合軸身安置的一個具有多個槽的遮光盤，在其兩側安裝對稱的四組發光二極管以及光敏三極管，幾組相互作用形成一整整體的光電耦合器。當車輛行駛過程中，遇到顛簸導致車身的高度發生變化時候，由于傳感器的連接桿發生轉動，所以導致傳感器的軸承帶動遮光板的轉動。再往下傳動，接下來發光二極管和光敏三極管受到光變化的刺激，所以產生作用，對應產生了16種高低不同的效果，耦合器將這些不同的現象進一步傳導到高度檢測裝置中，然后針對這些不同的高度變化信號，懸架系統的電控單元得到信號，命令懸架控制系統的開關，進行車輛自身的高度、懸架的硬度以及車輛行駛中的阻尼指數變化，來應對車輛面對的顛簸。

3 汽車電控空氣式懸架的控制原理

3.1 利用彈簧剛度和減振器阻尼力進行控制

汽車電控空氣式懸架的控制的技術優勢在于當車輛行使的速度達到時速110邁及其以上時，無需駕駛員做出任何操作，系統自身會進行一個懸架電控的自動懸架控制運作模式，車輛的懸架剛度以及車身高度會進入自動控制的狀態，用以面對由于車速過高產生的空氣流動速度加快、車身穩定性受到影響的問題，以此來保證車輛在行使過程中控制性及安全性。

3.2 車身高度控制

汽車電控空氣式懸架的控制是根據車輛行駛過程中的速度以及車身所經歷的變化，產生的自我調節車輛高度的控制，以此來確保車輛在行使過程中的穩定性以及可操作性。車身的高度控制則是根據車輛的行駛速度產生的影響分為“常規行使過程中的車輛高度自動控制模式”和“高速模式下的車輛高度自動控制模式”兩種。這其中就像車輛的檔位一樣，低速檔位、正常行駛檔位、高速行駛檔位均有不同的行使自動控制狀態。其核心目的就是為了滿足車輛在承受巨大的車身符合和沖擊的時候，及時進行高度調整，以滿足駕駛者對汽車安全性、動力性以及舒適性的最大程度的滿足。

車身高度控制的主要工作原理就是當車輛在進行高速行駛時，車身的高度會進行自動降低，從而更好地貼地性能以此來確保良好的高速行駛穩定性，與此同時還可以起到降低風阻和減少油耗的作用。慢速行使且通過顛簸路面時，車輛的底盤會進行自動升高，以提高車輛的通過困難路段行使性能。

4 結語

舒適性和操控性一直是衡量汽車性能的兩大核心標準，但在汽車最初百余年的發展歷程當中，兩者在眾多汽車設計者看來一直是一對水火不容的冤家，很難做到彼此兼顧。這么多年來，這個問題也一直困擾著世界設計師，直到當代汽車的自控式懸掛系統問世，不僅解決了車輛的舒適性，同時還盡可能保證車輪擁有最完美的貼地性能。也正是歸功于懸架系統的完善，給車主提供最完美的操控感受和無窮的駕駛樂趣。